JPH02275835A - Method for recovering citric acid from solution containing citric acid - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、クエン酸含有液からのクエン酸の回収方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for recovering citric acid from a citric acid-containing liquid.
ここで“液”と云う表現は、醗酵液ならびにクエン酸醗
酵母液のことをさす。The expression "liquid" here refers to fermentation liquid and citric acid yeast liquid.
[従来の技術]
充分に濃縮富化されたシロップから晶析にょってクエン
酸を製造することは公知である。また、醗酵液からシロ
ップを製造することも知られている。これらに関しては
、通常、予め菌糸を除いた醗酵液を石灰で処理し、次い
で溶解性不純物を除去して生成した不溶性のクエン酸カ
ルシウムを濾過により回収する。このクエン酸カルシウ
ムを硫酸で分解し、クエン酸を遊離させる。この反応で
生じた硫酸カルシウムは濾過で分解し、残留陽イオンは
陽イオンのみを吸着する条件下水素サイクで操作するイ
オン交換樹脂中をクエン酸含有濾液を通すことによって
除去する。[Prior Art] It is known to produce citric acid by crystallization from sufficiently concentrated and enriched syrups. It is also known to produce syrup from fermentation liquor. Regarding these, normally, the fermented liquor from which mycelia have been removed is treated with lime, and then soluble impurities are removed, and the produced insoluble calcium citrate is recovered by filtration. This calcium citrate is decomposed with sulfuric acid to liberate citric acid. Calcium sulfate produced in this reaction is decomposed by filtration, and residual cations are removed by passing the citric acid-containing filtrate through an ion exchange resin operated in a hydrogen cycle under conditions that adsorb only cations.
醗酵液中に存在する鉱物質ならびに有機可溶不純物の除
去を可能にし、クエン酸の析出のためにクエン酸含有量
が充分に高い溶液を好収量で提供する上記の方法は、し
かし、硫酸の消費量が多く、リサイクルならびに再使用
ができない環境汚染物である大量の硫酸カルシウムを生
ずると云う大きな欠点を持っている。The above method, which allows the removal of minerals as well as organic soluble impurities present in the fermentation liquor and provides a solution with a sufficiently high citric acid content for the precipitation of citric acid in good yields, however, It has the major drawback of being consumed in large quantities and producing large amounts of calcium sulfate, which is an environmental pollutant and cannot be recycled or reused.
これらの欠点を克服するために、多くの当業者が、クエ
ン酸の醗酵液中に含まれる不純物を部分的に除去できる
ような別の方法を提供しようとした。これらの方法の多
くは、液中に含有のクエン酸を有機溶媒で抽出すること
を基礎としている。In order to overcome these drawbacks, many people skilled in the art have tried to provide other methods by which the impurities contained in the citric acid fermentation liquor can be partially removed. Many of these methods are based on extracting the citric acid contained in the liquid with an organic solvent.
いろいろの理由で、これらの方法は全面的に満足できる
ものではなく、工業開発には至らなかった。For various reasons, these methods were not completely satisfactory and did not reach industrial development.
高分子量粒子からなる不純物の大部分を分離するのに採
用された他の精製方法は、
・上述の高分子量分子を除去する逆浸透濾過膜または限
外濾過、
・または上述の不純物を吸着する非イオン吸着剤樹脂、
のいずれかを使用することに基すいている。Other purification methods employed to separate the majority of impurities consisting of high molecular weight particles are - reverse osmosis filtration membranes or ultrafiltration to remove the high molecular weight molecules mentioned above, - or non-filtration to adsorb the above mentioned impurities. Ionic adsorbent resins are based on the use of either.
しかしながら、この吸着剤樹脂は各吸着サイクルの後に
アルカリおよび有機溶媒によって再生しなければならな
い。However, this adsorbent resin must be regenerated with alkali and organic solvents after each adsorption cycle.
さらに、両方の場合とも、クエン酸から分離されなかっ
た低分子量イオン性不純物、なかんずく、ミネラルの陽
イオンと陰イオンからなるイオン性不純物は、陽イオン
樹脂に関する限りは陽イオンのみが、陰イオン樹脂に関
する限りは強鉱酸の陰イオンのみが吸着されると云う条
件で陽イオンおよび陰イオン樹脂中に液を流すことによ
って除去され、イオン交換による精製が行われる。この
樹脂が飽和すると、陽イオンについては強酸溶液、一般
には塩酸、を用いて溶出を行い、1イオンについては強
塩基溶液、一般には苛性ソーダ、を用いて溶出を行って
吸着した不純物を溶出させる。かくて樹脂は再生され、
イオン交換精製サイクルが継績される、従ってこれらの
方法は、非常にコスト高であるとともに操作が困難なた
め、工業的規模には発展しなかった。Furthermore, in both cases, the low molecular weight ionic impurities that were not separated from the citric acid, in particular the ionic impurities consisting of mineral cations and anions, were removed from the anionic resin as far as the cationic resin was concerned. As far as it is concerned, it is removed by flowing the liquid through a cationic and anionic resin under the condition that only the anions of the strong mineral acid are adsorbed, and purification is carried out by ion exchange. Once the resin is saturated, cations are eluted with a strong acid solution, typically hydrochloric acid, and single ions are eluted with a strong base solution, typically caustic soda, to elute the adsorbed impurities. In this way, the resin is recycled,
Ion exchange purification cycles are followed, and these methods have therefore not been developed on an industrial scale because they are very costly and difficult to operate.
[発明が解決しようとする課題]
既知の方法のいずれも満足すべきものではないので、出
願人は、クエン酸含有の醗酵液または晶析母液からのク
エン酸の回収を、硫酸や有機溶媒を使用しないでより簡
単かつ経済的に行える方法を得るべく努力した。[Problem to be Solved by the Invention] Since none of the known methods is satisfactory, the applicant proposes to recover citric acid from a citric acid-containing fermentation solution or crystallization mother liquor using sulfuric acid or an organic solvent. Efforts have been made to find an easier and more economical way to do this without having to do so.
[課題を解決するための手段]
かくてその効果が得られた本発明の方法は、以下の特徴
を有する。すなわち、
第1工程ではクエン酸含有液を水素型陽イオン樹脂と充
分な時間接触させてクエン酸の最大吸着を達成し、第2
工程では溶離剤を用いてこの樹脂を処理し、精製クエン
酸リッチの溶出物フラクションを回収する。[Means for Solving the Problems] The method of the present invention that achieves the above effects has the following features. That is, in the first step, the citric acid-containing liquid is brought into contact with the hydrogen type cation resin for a sufficient period of time to achieve maximum adsorption of citric acid, and in the second step
The process treats the resin with an eluent and collects a purified citric acid-rich eluate fraction.
と云う連続工程からなっている。It consists of a continuous process called.
クエン酸醗酵に用いる原料は、通常、糖ミツからなって
いるが、純粋な炭水加物も使用できる。The raw material used for citric acid fermentation usually consists of sugar honey, but pure carbohydrates can also be used.
後者の場合には、このクエン酸醗酵は、精製なしでクエ
ン酸の少くとも最初の晶出を可能にする不純物の非常に
少い液を確実に得ることができる。In the latter case, this citric acid fermentation can ensure that a liquid very low in impurities is obtained, which allows at least the first crystallization of citric acid without purification.
次いで本発明による第2または第3の結晶化クエン酸を
抽出する方法で、結晶母液のみを処理する。Only the crystal mother liquor is then treated with the second or third method for extracting crystallized citric acid according to the invention.
望ましくは、樹脂と接触する液は暖い方がよく、その温
度は50−95℃が有利であるが、より好ましくは65
−80℃である。Preferably, the liquid that comes into contact with the resin is warm, and the temperature is advantageously 50-95°C, more preferably 65°C.
-80°C.
本発明による効果の高い実施態様によれば、溶離剤は水
からなり、その温度は40℃より高く、好ましくは50
−95℃、さらに好ましくは処理する液の温度に近接し
ていることである。According to an advantageous embodiment of the invention, the eluent consists of water, the temperature of which is higher than 40°C, preferably 50°C.
-95°C, more preferably close to the temperature of the liquid to be treated.
本発明による他の有利な実施態様によれば、充填する樹
脂は、小さな粒子径を有し、ジビニルベンゼンによるレ
チキュレーションの割合が低く、スチレン−ジビニルベ
ンゼン型の陽イオン性樹脂が望ましい。According to another advantageous embodiment according to the invention, the filling resin has a small particle size and a low rate of reticulation with divinylbenzene, preferably a cationic resin of the styrene-divinylbenzene type.
樹脂のレチキュレーションの割合は通常5−10%の間
にあり、4−8%の間が好ましい、樹脂の粒径は、0.
1−1mmの間にあり、0.2−0.6mmの間がより
好ましい。The reticulation percentage of the resin is usually between 5-10%, preferably between 4-8%, and the particle size of the resin is 0.5%.
It is between 1-1 mm, more preferably between 0.2-0.6 mm.
クエン酸の最大限の吸着量、すなわち、液中に含まれる
クエン酸の全量の少くとも約90%の吸着を達成させる
ためには、液中の所定のフラクションが樹脂と20分か
ら10時間の間接触している必要があり、1−31/2
時間の接触が好ましい、実際にはこの接触時間は、1時
間当り、樹脂容積当り0.1−3容積、好ましくは0.
3−1容積の排出量に相当する。。In order to achieve maximum adsorption of citric acid, i.e. adsorption of at least about 90% of the total amount of citric acid contained in the liquid, a given fraction of the liquid must be in contact with the resin for 20 minutes to 10 hours. Must be in contact, 1-31/2
Preferred is a contact time of 0.1-3 volumes per resin volume per hour, preferably 0.1 to 3 volumes per resin volume per hour.
This corresponds to a discharge of 3-1 volumes. .
本発明はまた、以下に開示する他の特徴も意図しており
、いずれにせよ、以下の記述と有効な実施態様について
の非限定的実施例によってよく理解されるものと思われ
る。この記述と実施例は図面によって示されている。固
形物含有量が一般に10ないし75重量%特に50重量
%に近く、クエン酸の大部分が遊離の形態である発酵液
または結晶母液をまず水素型の陽イオン交換樹脂と、原
料物質の陽イオンのすべてがプロトンと交換されるよう
な条件の下で接触させる。この前処理は、必須ではない
が、蒸発器に沈積物の殻が形成されるのを防止し、した
がってその吸着用樹脂の寿命を延ばすことになる。The invention also contemplates other features disclosed below, which in any case will be better understood by the following description and non-limiting examples of advantageous embodiments. The description and examples are illustrated by the drawings. The fermentation liquor or crystal mother liquor, in which the solids content is generally 10 to 75% by weight, particularly close to 50% by weight, and in which most of the citric acid is in the free form, is first treated with a hydrogen-type cation exchange resin and the cations of the raw material. contact under conditions such that all of the protons are exchanged for protons. Although this pretreatment is not necessary, it will prevent the formation of a shell of deposits on the evaporator and thus extend the life of the adsorption resin.
次に精製すべき液を、選択された樹脂と接触させる0選
択される樹脂は、例えば以下に示す樹脂からなる群より
選ばれる。これらは商標で示すと次のようである。Next, the liquid to be purified is brought into contact with a selected resin.The selected resin is, for example, selected from the group consisting of the following resins. These trademarks are as follows.
−TSW40 BAYER社より販売−C204
DUOLITE社ヨリ販売
−DIAION 5KIBS
三菱より販売
−CFX4 5YBRONよ’)販売この場合、
樹脂は自動温度調節されるジャケットを備えたカラムに
充填するのがよい。しかじカラムのジャケットは熱損失
が大きな欠点にならないようなシメンジョンの装置であ
れば必要ではない。-TSW40 Sold by BAYER -C204
Sold by DUOLITE - DIAION 5KIBS Sold by Mitsubishi - CFX4 5YBRON') In this case,
The resin is preferably packed in a column with a thermostatted jacket. A column jacket is not necessary if the Simension equipment is such that heat loss is not a major drawback.
接触時間の選択は、クエン酸の吸着を最大にするための
一つの必要事項である。Selection of contact time is one requirement to maximize citric acid adsorption.
次に樹脂を溶出する。この場合、好ましくは温水を使う
ことができ、その温度は原料物質に近い温度、一般に5
0〜95℃である。Next, the resin is eluted. In this case, preferably hot water can be used, the temperature of which is close to that of the raw material, generally 5
The temperature is 0 to 95°C.
実際には、溶出速度は樹脂容量および時間当り0.1容
ないし3容、好ましくは0.3容から1容の溶出剤であ
る。In practice, the elution rate is 0.1 to 3 volumes, preferably 0.3 to 1 volume of eluent per resin volume and time.
溶出画分は一部を分析した結果に従って、再び集めて区
分した。The eluted fractions were partially collected and divided according to the results of analysis.
予想外でかつ驚くべきことに、
最初の溶出画分は陽イオン以外に高分子量生成物と、発
酵しなかった糖類すなわち特にサッカロース、マルトー
ス、イソマルトースその他を本質的に含んでいること、
次の画分には非常に純度の高いクエン酸を含むこと、
最後の両分には、グルコン酸、シュウ酸その他の種々の
有機酸のほか、ベダインのようにその樹脂に強く吸着さ
れる化合物、培養媒体の構成要素から得られた化合物、
クエン酸と同時に発酵時に合成された化合物などを含む
こと
が認められた。Unexpectedly and surprisingly, the first eluted fraction essentially contains, besides cations, high molecular weight products and unfermented sugars, i.e. saccharose, maltose, isomaltose, etc. The fraction contains extremely pure citric acid, and the last two fractions contain gluconic acid, oxalic acid, and various other organic acids, as well as compounds that are strongly adsorbed to the resin, such as bedine, and culture. compounds obtained from the components of the medium,
It was found that it contained compounds synthesized during fermentation along with citric acid.
クエン酸を含む画分はクエン酸が結晶するのに充分な濃
度すなわち約60重量%以上まで濃縮され、ついで結晶
したクエン酸は濾過によって分離される。The fraction containing citric acid is concentrated to a concentration sufficient to crystallize citric acid, that is, about 60% by weight or more, and the crystallized citric acid is then separated by filtration.
本発明の方法によれば、液中に含まれる不純物からクエ
ン酸をほぼ完全に分離でき、その結果は化学的生成物を
消費することなく、また純度をおとす副生物を生成する
ことなく得られる。According to the method of the present invention, citric acid can be almost completely separated from impurities contained in the liquid, and the result is obtained without consuming chemical products or producing by-products that reduce purity. .
この発明による方法を実行するためには、−ないし数個
のクロマトグラフカラムを、直列または併列に、また連
続または非連続に作動して、用いることかできる。これ
らのカラムに、原料物質および溶出剤をそのカラムに供
給するのに適合した手段を備えねばならない。さらに溶
出物の連続した画分を集めるのに適合した手段をも備え
ねばならない。To carry out the method according to the invention, it is possible to use one to several chromatographic columns, operating in series or in parallel and continuously or discontinuously. These columns must be equipped with suitable means for feeding feed material and eluent to the columns. Furthermore, suitable means must be provided for collecting successive fractions of the eluate.
図により説明すると、第1図は単一カラム、非連続稼働
の装置の一例である。数カラムの連続稼働装置が疑いな
くよりよい成績をあげることができる。とくにフランス
特許明細書第7910564号に開示した型の装置がよ
い、この型では、成果は一方で精製されたクエン酸、他
方では不純物、を含む各種の両分の乾物含有量によると
同様に、樹脂容量当り、時間当りの精製された液の乾物
量によって表わされる。どの装置を使っても分離された
各種画分の中味の濃さは同じであることを明かにしてお
かねばならない。To illustrate, FIG. 1 is an example of a single column, discontinuously operated apparatus. A device running several columns in series can undoubtedly give better results. Particularly preferred is a device of the type disclosed in French Patent Specification No. 7910564, in which the results are equally dependent on the dry matter content of the various components, including purified citric acid on the one hand and impurities on the other hand. It is expressed as the dry weight of purified liquor per hour per volume of resin. It must be made clear that the contents of the various fractions separated are the same no matter which device is used.
第1図に示した単一カラムから成る装置は、ジャケット
2を備えたガラスカラム1から構成され、その容量は3
50m1.直径的1.5cm、高さ2mである。カラム
はRで示される強拍イオン樹脂、例えば商標“C2O4
”でDUOLITE社より販売されているジビニルベン
ゼン8%架橋樹脂339m1で充填される。そのカラム
のジャケットにはバイブ3によって自動温度調節された
水が供給され、バイブ4によって排出され、樹脂の温度
を75℃に保つようにする。The single column device shown in FIG. 1 consists of a glass column 1 with a jacket 2, the capacity of which is 3.
50m1. It has a diameter of 1.5 cm and a height of 2 m. The column is made of strong ionic resin designated R, such as the trademark “C2O4
The column is packed with 339 ml of divinylbenzene 8% cross-linked resin sold by DUOLITE.The column jacket is supplied with water whose temperature is automatically controlled by vibrator 3, and is discharged by vibrator 4 to maintain the temperature of the resin. Make sure to keep it at 75℃.
樹脂は10100Oの1.2N塩酸水溶液でパーコレー
トしてその酸すなわち水素型にする。The resin is percolated with a 1.2N aqueous hydrochloric acid solution at 10100O to its acid, ie hydrogen, form.
このパーコレートを実施するためには、塩酸をカラムの
上端すなわちバイブ5までバイブロによってもってくる
。洗滌用の水は、つづいて、同一配管によって送られる
。パーコレーションと洗滌は樹脂の容量当り、時間当り
約2容量の割合の液で行われる。洗滌用に水20001
が使われる。液はカラムからバイブ7によって浸出する
。To carry out this percolation, hydrochloric acid is brought to the top of the column, vibrate 5, by means of a vibro. Water for washing is subsequently conveyed through the same piping. Percolation and washing are performed at a rate of about 2 volumes of liquid per volume of resin per hour. Water 20001 for washing
is used. The liquid is leached from the column by the vibrator 7.
バイブ7はバイブ8によって微分りフラクトメーター9
に結合する。このメーターはカラムからの浸出液の屈折
率を測定することができ、したがって浸出液中の可溶性
物質の存在とその量の検出ができる。そしてこのメータ
ーそのものは配管lOによって11で示されるUV検出
器に結合される。UV検出器は、窒素含有物質を検出す
るために280nmで作動する。リフラクトメータ−9
と検出器11は直列に結ばれている。Vibrator 7 is differentiated by Vibrator 8 Fractometer 9
join to. This meter is capable of measuring the refractive index of the leachate from the column and thus allows detection of the presence and amount of soluble substances in the leachate. This meter itself is then coupled to a UV detector, indicated at 11, by a line IO. The UV detector operates at 280 nm to detect nitrogen-containing substances. Refractometer-9
and the detector 11 are connected in series.
検出器11は配管12によって四方コック13に連結す
る。この四方コックは配管12によって送られる溶出物
をバイブ14a 、 14b 、 14cによってそれ
ぞれ分取容器15a、 +5b、 15cに送りこむの
に適している。The detector 11 is connected to a four-way cock 13 by a pipe 12. This four-way cock is suitable for sending the eluate sent through the piping 12 to the fractionation containers 15a, +5b, and 15c, respectively, using the vibrators 14a, 14b, and 14c.
カラム中の樹脂の酸型への変換の後、発酵液のある量が
カラムの上部に注入され、次にその液は温水で溶出され
る。After conversion of the resin in the column to the acid form, an amount of fermentation liquor is injected into the top of the column, and then the liquor is eluted with hot water.
U■検出器Itとりフラクトメーター9によって与えら
れる指示により、溶出液はカラムの出口において
−排除された不純物
一精製されたクエン酸
一吸着された不純物
をそれぞれ含む3つの画分に分られる。この3つの両分
はそれぞれ容器15a、 15b、 15cに導入され
る。According to the instructions given by the U-detector It and the fractometer 9, the eluate is divided at the outlet of the column into three fractions, each containing - rejected impurities, purified citric acid, and adsorbed impurities. These three portions are introduced into containers 15a, 15b, and 15c, respectively.
[実施例]
実施例!
澱粉加水分解物を主成分とする媒体の醗酵により得られ
た醗酵液からのクエン酸の回収処理される液はその乾燥
物に対して89.3重量%とクエン酸を豊富に含み、有
機および鉱物質不純物、1.1%のグルコン酸、0.5
%のシュウ酸、2%のマルトースおよび2%の硫酸灰を
含有している。前記液は濾過され、乾燥物の含有量50
%に濃縮された。その密度は1.22g/mlである。[Example] Example! Recovery of citric acid from the fermentation liquid obtained by fermentation in a medium containing starch hydrolyzate as a main component The liquid to be processed contains 89.3% by weight of citric acid based on the dry matter, and is rich in organic and Mineral impurities, 1.1% gluconic acid, 0.5
% oxalic acid, 2% maltose and 2% sulfated ash. The liquid was filtered and the dry matter content was 50
% concentrated. Its density is 1.22 g/ml.
前記液の1mlは、上記に詳述され、第1図に示された
樹脂カラムの上端より導入される。1 ml of the liquid is introduced at the top of the resin column detailed above and shown in FIG.
溶離は温水を用いて152m1 / hrの速度で行な
われる。ジャケラティング温度は概ね75℃である。Elution is carried out using hot water at a rate of 152 ml/hr. The jacketing temperature is approximately 75°C.
溶出物は約42介接カラムの出口に現われ始める0回収
される溶出物のflx(mlで表わされる)に対するそ
の乾燥物量の変化は、第2図のグラフにおいて、Xの関
数として屈折率表示(屈折計9)の変化量yl (任意
スケール)で表わされる曲線C1により具体化される。The eluate begins to appear at the outlet of the interstitial column at approximately 420°C.The variation of its dry matter volume with respect to the flx (expressed in ml) of the eluate collected is shown in the graph of Figure 2 as a function of the refractive index ( This is embodied by a curve C1 represented by the amount of change yl (arbitrary scale) of the refractometer 9).
曲線C1は文字A1.A2.A3で表わされる3つのビ
ークを有する。The curve C1 corresponds to the letter A1. A2. It has three beaks designated A3.
ビークA1は排除された不純物を含む第1のフラクショ
ンに相当し、容量16m1を示す、溶出物のその第1の
フラクションはコック13を用いてパイプ+4aに導か
れ、ガラス容器15aに集められる。Beak A1 corresponds to the first fraction containing the excluded impurities, and its first fraction of eluate, representing a volume of 16 ml, is led to pipe +4a by means of cock 13 and collected in a glass container 15a.
ビークA2は精製されたクエン酸を含む第2のフラクシ
ョンに相当し、容量43m1を示す、そのフラクション
はコック13を操作してパイプ14bに導かれ、ガラス
容器15bに集められる。Beak A2 corresponds to the second fraction containing purified citric acid and has a volume of 43 ml. The fraction is led to pipe 14b by operating cock 13 and collected in glass container 15b.
ビークA3はクエン酸よりも吸着性の強い不純物を含む
第3のフラクションに相当し、容量36m1を示す、そ
のフラクションはコック13を新たに操作してパイプ1
4cに導かれ、ガラス容器15cに集められる。Beak A3 corresponds to the third fraction containing impurities that are more strongly adsorbed than citric acid, and has a capacity of 36 ml.The fraction is transferred to pipe 1 by newly operating cock 13.
4c and collected in a glass container 15c.
また、検出器1】により測定された、捕集された溶出物
の量Xの関数としての溶出物の280nmにおける光学
密度の変化量y2 (任意スケール)は第2図のグラ
フに示された曲線C2により具体化される。In addition, the amount of change y2 (arbitrary scale) in the optical density of the eluate at 280 nm as a function of the amount of eluate collected as a function of the amount It is embodied by C2.
曲線C2は溶出が持続している間は実質的にフラットで
あり、その場合、精製の効果の評価を可能にする要素を
与えない、それは醗酵液を作る原料(澱粉加水分解物)
が大変純粋であり、紫外線を吸収する物質を含んでいな
かったという事実によるものである。Curve C2 is practically flat during the duration of the elution, in which case it does not give any factor that allows evaluation of the effect of purification, it is the raw material (starch hydrolyzate) from which the fermentation liquor is made.
This is due to the fact that it is very pure and does not contain substances that absorb ultraviolet light.
表1にビークA!、A2 、A3に相当する3つのフラ
クションにおける乾燥物の合計量とクエン酸の比率の値
を記す。Beak A in Table 1! The total amount of dry matter and the ratio of citric acid in the three fractions corresponding to , A2 and A3 are shown below.
表1に記された値から、ビークA2に相当するフラクシ
ョンBが、精製された液中に存在するクエン酸の97%
を含み、クエン酸中のその濃度が99%であることに帰
着する。From the values listed in Table 1, it can be seen that fraction B, which corresponds to beak A2, accounts for 97% of the citric acid present in the purified liquid.
and its concentration in citric acid is 99%.
実施例2
糖ミツを主成分とする媒体の醗酵により得られた醗酵液
からのクエン酸の回収
処理される液はその乾燥物に対して63.5重量%のク
エン酸を含み、6.5%のグルコン酸、0.3%のシュ
ウ酸、1.2%のフラクトース、3.5%のグルコース
、6.6%のジスサッカロースおよび13.5%の硫酸
圧等の有機ならびに鉱物質不純物を含有している。この
液は濾過されて乾燥物含有量16.5%にされた。その
密度は1.07g/mlである。Example 2 Recovery of citric acid from a fermentation liquor obtained by fermentation of a medium containing sugar honey as a main component The liquor to be treated contains 63.5% by weight of citric acid based on the dry matter. Organic and mineral impurities such as % gluconic acid, 0.3% oxalic acid, 1.2% fructose, 3.5% glucose, 6.6% disaccharose and 13.5% sulfuric acid. Contains. This liquor was filtered to a dry matter content of 16.5%. Its density is 1.07 g/ml.
前記液の2mlは、既に詳述され、第1図に示された樹
脂カラムの上端より導入される。2 ml of said liquid is introduced at the top of the resin column already detailed and shown in FIG.
溶離は温水を用いて162m1/hrの速度で行なわれ
る。ジャケラティング温度は75℃に保たれた。Elution is carried out using hot water at a rate of 162 ml/hr. The jacketing temperature was maintained at 75°C.
溶出物は約42介接カラムの出口に現われ始める0回収
される溶出物の量x (mlで表わされる)に対するそ
の乾燥物量の変化は、第3図のグラフにおいて、Xの関
数として屈折率表示(屈折計9)の変化yl(任意スケ
ール)で表わされる曲線C3により具体化される。The eluate begins to appear at the outlet of the interstitial column at approximately 42°C.The change in its dry matter volume with respect to the volume of eluate collected x (expressed in ml) is expressed as a function of the refractive index as a function of X in the graph of Figure 3. (refractometer 9) by the curve C3 represented by the change yl (arbitrary scale).
曲線C3は文字B、、B2.B3.B、で表わされる4
つのピークを有する。Curve C3 corresponds to letters B, , B2 . B3. 4 represented by B.
It has two peaks.
ピークB1は排除された不純物を含む第1フラクシヨン
に相当し、容量22m1を示す、溶出物のその第1のフ
ラクションはコック13を用いてバイブ14aに導かれ
、容器+5aに集められる。Peak B1 corresponds to the first fraction containing the excluded impurities and exhibiting a volume of 22 ml, that first fraction of the eluate is led to the vibrator 14a using the stopcock 13 and collected in the container +5a.
ピークB2は精製されたクエン酸を含む第2のフラクシ
ョンに相当し、容量59m1を示す。そのフラクション
はコック13を操作してバイブ14bに導かれ、容器1
5bに集められる。Peak B2 corresponds to the second fraction containing purified citric acid and has a volume of 59 ml. The fraction is guided to the vibrator 14b by operating the cock 13, and is guided to the container 1.
It is collected in 5b.
ピークB3およびB4はクエン酸よりも吸着性の強い不
純物を含む第3のフラクションに相当し、容量54m1
を示す、そのフラクションはコック13を新たに操作し
てバイブ14cに導かれ、容器15cに集められる。Peaks B3 and B4 correspond to the third fraction containing impurities that are more strongly adsorbed than citric acid, with a volume of 54 ml.
By operating the cock 13 again, the fraction shown is guided to the vibrator 14c and collected in the container 15c.
また第3図のグラフの曲線C4は、検出器11で測定し
た、溶出物の280nmにおける光学密度y2(任意ス
ケール)の変化を、捕集された溶出物の量Xの関数とし
て示している。Curve C4 in the graph of FIG. 3 also shows the change in optical density y2 (arbitrary scale) of the eluate at 280 nm, as measured by the detector 11, as a function of the amount X of eluate collected.
曲線C4はり、、D2.D3の3つのピークを有し、こ
のピークは糖ミツに含まれる不純物を表わしている。ピ
ークD、、D3で表わされる不純物は全体的にフラクシ
ョンB1において再び見られ、この不純物と同様に83
+84はピークD2で表わされる。Curve C4 beam, ,D2. It has three peaks D3, which represent impurities contained in sugar honey. The impurities represented by peaks D, D3 are again found in fraction B1 as a whole and similar to this impurity 83
+84 is represented by peak D2.
以上から、本発明の方法によれば、比較的クエン酸の濃
度が低い液からでも高純度のクエン酸を高収率で得るこ
とが出来ることが明らかになった。From the above, it has become clear that, according to the method of the present invention, highly pure citric acid can be obtained in high yield even from a liquid with a relatively low concentration of citric acid.
表Ifに上記3つのフラクションにおける乾燥物量の合
計とクエン酸の比率を示す。Table If shows the total amount of dry matter and the ratio of citric acid in the above three fractions.
表nから、ピークB2に相当するフラクションが、精製
処理に付された液中に存在するクエン酸の94%を含み
、このフラクションのクエン酸の濃度が98%であるこ
とがわかる。Table n shows that the fraction corresponding to peak B2 contains 94% of the citric acid present in the liquid subjected to the purification treatment, and the concentration of citric acid in this fraction is 98%.
[発明の効果]
以上により、これまでに詳述された本発明の醗酵液から
のクエン酸の回収方法は、従来の方法に比べて次のよう
な数々の特長を有することが明らかになった。[Effects of the Invention] From the above, it has become clear that the method for recovering citric acid from fermentation liquid of the present invention described in detail so far has the following numerous features compared to conventional methods. .
・クエン酸の醗酵液、あるいは結晶化によってクエン酸
が先ずある程度分離された母液から、単段のクロマトグ
ラフン−処理により、高純度の多エン酸を回収できる。- Highly purified polycitric acid can be recovered from a citric acid fermentation solution or from a mother liquor from which citric acid has first been separated to some extent by crystallization, by single-stage chromatography treatment.
・化学薬品を消費しない。-Does not consume chemicals.
・環境汚染物質を生じない。・Does not generate environmental pollutants.
・安定かつ無害であることがわかっている材料(樹脂)
を使用する。・Materials known to be stable and harmless (resins)
use.
・本発明の方法以外の使用に既に供され、丈夫で性能が
わかっている装置に組み込むことができる。- Can be incorporated into equipment that has already been subjected to uses other than the method of the invention and is robust and of known performance.
図1は、本発明による方法を行う装置の概略表示図、図
2および図3は、本方法の展開を表わす曲線を示す図、
である。1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out the method according to the invention; FIGS. 2 and 3 are diagrams showing curves representing the development of the method;
It is.
Claims (1)
ン樹脂と充分な時間接触させてクエン酸の最大吸着を達
成し、第2工程において、溶離剤を用いてこの樹脂を処
理し、精製クエン酸リッチの溶出物フラクションを回収
する連続工程からなるクエン酸含有液からのクエン酸の
回収方法。 2、前記溶離剤が水である請求項1記載の方法。 3、溶離剤が40℃以上の温度好ましくは50−95℃
の温度を有する水からなる請求項1記載の方法。 4、前記樹脂と接触する液の温度が50−95℃、好ま
しくは65−80℃であり、溶離剤の温度が液の温度に
近い温度である請求項1記載の方法。 5、使用する樹脂は、粒径が小さく、ジビニルベンゼン
によるレチキュレーションの割合が少ない、スチレン−
ジビニルベンゼン型の陽イオン樹脂が好ましく、レチキ
ュレーシヨンの割合は5−10%好ましくは4−8%の
範囲にあり、粒度が0.1−1mm好ましくは0.2−
0.6mmの範囲にある請求項1記載の方法。 6、前記液の所定のフラクションが、0.1−3好まし
くは0.3−1容積/樹脂容積/時間の排出量に相当す
る20分−10時間、好ましくは1−32/1時間、樹
脂と接触して維持される請求項1記載の方法。 7、前記液が、糖密もしくは炭水加物から得られる請求
項1記載の方法。[Claims] 1. In the first step, the citric acid-containing solution is brought into contact with the hydrogen-type cation resin for a sufficient period of time to achieve maximum adsorption of citric acid, and in the second step, this is achieved using an eluent. A method for recovering citric acid from a citric acid-containing liquid comprising a continuous process of treating a resin and recovering a purified citric acid-rich eluate fraction. 2. The method of claim 1, wherein the eluent is water. 3. The temperature of the eluent is 40℃ or higher, preferably 50-95℃
2. The method of claim 1, comprising water having a temperature of . 4. The method according to claim 1, wherein the temperature of the liquid in contact with the resin is 50-95°C, preferably 65-80°C, and the temperature of the eluent is close to the temperature of the liquid. 5. The resin used is styrene, which has a small particle size and a low reticulation rate with divinylbenzene.
Cationic resins of the divinylbenzene type are preferred, with a reticulation proportion in the range 5-10%, preferably 4-8%, and a particle size of 0.1-1 mm, preferably 0.2-1 mm.
A method according to claim 1, in the range of 0.6 mm. 6. A predetermined fraction of said liquid is added to the resin for 20 minutes to 10 hours, preferably 1 to 32 hours, corresponding to a discharge rate of 0.1 to 3 preferably 0.3 to 1 volume/volume of resin/hour. 2. The method of claim 1, wherein the method is maintained in contact with. 7. The method according to claim 1, wherein said liquid is obtained from molasses or carbohydrate.
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